전기기사 필기 기출문제복원 (2015-03-08)

전기기사
(2015-03-08 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 무한장 선로에 균일하게 전하가 분포된 경우 선로로부터 r[m] 떨어진 P점에서의 전계의 세기 E[V/m]는 얼마인가? (단, 선전하 밀도는 PL[C/m]이다.)

(정답률: 65%)
  • 전하가 균일하게 분포되어 있으므로, P점에서의 전계의 세기 E는 전하 밀도 PL와 P점에서의 전위 차이 V(r)의 기울기와 같다. 전위 차이 V(r)는 무한장 선로에서의 전위 차이 공식을 이용하여 구할 수 있다.



    따라서,



    위 식에서,



    이므로,



    따라서, 정답은 ""이다.
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2. 반지름이 5mm인 구리선에 10A의 전류가 흐르고 있을 때 단위 시간당 구리선의 단면을 통과하는 전자의 개수는? (단, 전자의 전하량 e=1.602×10-19이다.)

  1. 6.24×1017
  2. 6.24×1019
  3. 1.28×1021
  4. 1.28×1023
(정답률: 72%)
  • 전류 I는 단위 시간당 전하량 Q를 나타내는데, Q = I × t 이다. 여기서 t는 시간이다. 전하량 Q는 전자의 개수 n과 전하 e의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, Q = n × e 이다. 따라서 n = Q / e 이다.

    구리선의 단면적 A는 A = πr^2 이다. 여기서 r은 반지름이다. 반지름이 5mm이므로 r = 0.005m 이다. 따라서 A = π × (0.005)^2 = 7.85 × 10^-5 m^2 이다.

    전류 I는 10A이므로, 단위 시간당 전하량 Q는 Q = I × t = 10 × 1 = 10C 이다.

    전하량 Q를 전자의 개수 n으로 나타내면, n = Q / e = 10 / 1.602×10^-19 = 6.24×10^19 개이다.

    따라서 정답은 "6.24×10^19"이다.
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3. 자계의 벡터 포텐셜을 A라 할 때 자계의 변화에 의하여 생기는 전계의 세기 E는?

(정답률: 70%)
  • 자계의 벡터 포텐셜 A의 변화에 따른 전계의 세기 E는 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = -∂A/∂t

    따라서, E의 크기는 A의 변화율에 비례하며, A의 크기가 가장 빠르게 변하는 지점에서 E의 크기가 가장 크다. 이 때, A의 크기가 가장 빠르게 변하는 지점은 자계의 변화율이 가장 큰 지점인데, 이는 전류가 흐르는 곳이다. 따라서, E의 크기는 전류가 흐르는 곳에서 가장 크다.

    위 보기에서 ""이 정답인 이유는, 이 그림이 전류가 흐르는 방향을 나타내고 있기 때문이다. 따라서, 전류가 흐르는 방향에 따라 자계의 변화율이 가장 크고, 이에 따라 E의 크기가 가장 크다.
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4. 투자율을 μ라 하고 공기중의 투자율 μ0와 비투자율 μs의 관계에서 로 표현된다. 이에 대한 설명으로 알맞은 것은?(단, X 는 자화율이다.)

  1. X > 0인 경우 역자성체
  2. X < 0인 경우 상자성체
  3. μs > 1인 경우 비자성체
  4. μs < 1인 경우 역자성체
(정답률: 80%)
  • 정답은 "μs < 1인 경우 역자성체"이다.

    이유는 공기중의 투자율 μ는 자화율 X와 비례하며, 비투자율 μs는 자화율 X와 반비례하기 때문이다. 따라서 X가 양수인 경우에는 μs가 작아지고, X가 음수인 경우에는 μs가 커지게 된다.

    역자성체는 자기장의 방향이 자신의 자기장과 반대 방향인 물질을 말하며, 이러한 물질은 자기장이 약한 곳에서 강하게, 강한 곳에서 약하게 반응한다. 따라서 μs가 작아지면 자기장이 약해지는 곳에서 더욱 강하게 반응하게 되어 역자성체가 되는 것이다.
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5. Ωㆍsec와 같은 단위는?

  1. F
  2. F/m
  3. H
  4. H/m
(정답률: 71%)
  • Ωㆍsec는 전기적인 인덕턴스를 나타내는 단위인 헨리(Henry)와 동일합니다. 헨리는 전기적인 에너지를 저장하는 능력을 나타내는 단위이며, Ωㆍsec는 이를 시간 단위로 나타낸 것입니다. 따라서 정답은 "H"입니다.
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6. 0.2C의 점전하가 전계 E=5ay+az[V/m] 및 자속밀도 B=2ay+5az[wb/m2]내로 속도 v=2ax+3ay[m/s]로 이동할 때 점전하에 작용하는 힘 F[N]은? (단, ax, ay, az는 단위 벡터이다.)

  1. 2ax-ay+3az
  2. 3ax-ay+az
  3. ax+ay-2az
  4. 5ax+ay-3az
(정답률: 51%)
  • 점전하에 작용하는 힘은 F=q(E+v×B)이다. 여기서 q는 점전하의 전하량, E는 전계, v는 속도, B는 자속밀도이다. 따라서 각 벡터를 대입하면 F=q[(5ay+az)+(2ax+3ay)×(2ay+5az)]이다. 여기서 벡터 외적의 결과는 다음과 같다.

    (2ax+3ay)×2ay=-4ax+6az

    (2ax+3ay)×5az=-15ax-10ay

    따라서 F=q[(5ay+az)-4ax+6az-15ax-10ay]=q(-19ax-9ay+7az)이다. 따라서 정답은 "3ax-ay+az"이다.
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7. 자계의 세기 H=xyay-xzaz일 때, 점 (2,3,5)에 서 전류밀도는 몇 A/m2인가?

  1. 3ax+5ay
  2. 3ay+5az
  3. 5ax+3az
  4. 5ay+3az
(정답률: 48%)
  • 전류밀도 J는 자계 H와 전기유도도 σ의 곱으로 나타낼 수 있다. σ는 자기유전율 μ와 전기전도도 σe의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 J=μσeH이다.

    주어진 자계 H=xyay-xzaz에서 x, y, z는 각각 점 (2,3,5)에서의 위치 벡터의 x, y, z 성분이다. 따라서 x=2, y=3, z=5이다.

    보기에서 "5ay+3az"를 선택해야 한다. 이는 점 (2,3,5)에서의 자계 H를 나타내는 벡터이다. 이 벡터와 전류밀도 J를 곱하면 전류밀도의 크기를 구할 수 있다.

    따라서 J=μσe(2(5)ay-3(5)az)=-25μσeaz이다. 이때, μ와 σe는 주어지지 않았으므로 정확한 값을 구할 수는 없지만, 점 (2,3,5)에서의 전류밀도는 az 방향으로 향하며 크기는 25μσe이다.
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8. 평행판 콘덴서의 극간 전압이 일정한 상태에서 극간에 공기가 있을 때의 흡인력을 F1, 극판 사이에 극판 간격의 2/3 두께의 유리판 (εr=10)을 삽입할 때의 흡입력을 F2라 하면 F2/F1는?

  1. 0.6
  2. 0.8
  3. 1.5
  4. 2.5
(정답률: 55%)
  • 평행판 콘덴서의 용량은 극판 사이의 간격에 반비례하므로, 유리판을 삽입하면 용량이 감소한다. 따라서 극간 전압이 일정한 상태에서 유리판을 삽입하면 전하의 양은 일정하게 유지되므로 전하 밀도가 증가한다. 전하 밀도가 증가하면 전기장이 증가하고, 전기장이 증가하면 흡인력도 증가한다. 따라서 F2/F1은 2.5이다.
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9. 진공 중에 +20μC 과 -3.2μC 인 2개의 점전하가 1.2m 간격으로 놓여 있을 때 두 전하 사이에 작용하는 힘[N]과 작용력은 어떻게 되는가?

  1. 0.2N, 반발력
  2. 0.2N, 흡인력
  3. 0.4N, 반발력
  4. 0.4N, 흡인력
(정답률: 70%)
  • 두 전하 사이에 작용하는 힘은 쿨롱 법칙에 의해 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = k * (q1 * q2) / r^2

    여기서 k는 쿨롱 상수이고, q1과 q2는 각각의 전하이며, r은 두 전하 사이의 거리이다. 따라서,

    F = 9 * 10^9 * ((20 * 10^-6) * (-3.2 * 10^-6)) / (1.2 * 10^-3)^2
    ≈ -0.4 N

    여기서 전하의 부호가 다르므로 힘의 부호는 음(-)이다. 따라서 두 전하 사이에 작용하는 힘은 0.4N이며, 이는 흡인력이다. 이유는 두 전하가 서로 다른 부호를 가지므로 서로를 끌어당기는 힘이 작용하기 때문이다.
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10. 내부도체의 반지름이 a[m]이고, 외부 도체의 내반지름이 b[m], 외반지름이 c[m]인 동축 케이블의 단위 길이당 자기 인덕턴스는 몇 H/m인가?

(정답률: 77%)
  • 동축 케이블의 자기 인덕턴스는 내부 도체와 외부 도체 사이의 자기장에 의해 결정된다. 내부 도체 반지름을 a, 외부 도체 내반지름을 b, 외부 도체 외반지름을 c라고 하면, 내부 도체와 외부 도체 사이의 자기장은 내부 도체에서의 자기장과 외부 도체에서의 자기장의 합으로 구성된다. 내부 도체에서의 자기장은 반지름이 a인 원통의 자기장과 같으며, 외부 도체에서의 자기장은 반지름이 c인 원통의 자기장에서 반지름이 b인 원통의 자기장을 뺀 값과 같다. 따라서, 동축 케이블의 단위 길이당 자기 인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L = μ0/2π * ln(c/b)

    여기서 μ0는 자유공간의 자기 유도율이며, 4π × 10^-7 H/m이다. 따라서, L은 다음과 같이 계산된다.

    L = (4π × 10^-7 H/m) / (2π) * ln(c/b)
    = 2 × 10^-7 ln(c/b) H/m

    따라서, 정답은 ""이다.
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11. 진공 중에 있는 반지름 a[m]인 도체구의 정전용량 [F]은?

  1. 4πε0a
  2. 2πε0a
  3. 8πε0a
  4. a
(정답률: 76%)
  • 도체구가 진공 중에 있으므로 주변에는 전하가 없으며, 이는 도체구의 전하와 상호작용하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 도체구의 전하와 전기장은 도체구 내부에서만 존재하며, 이는 도체구의 정전용량과 관련이 있다.

    정전용량은 도체구 내부의 전하와 전기장 간의 비례 관계에 의해 결정된다. 도체구 내부의 전기장은 도체구 중심에서 반지름이 r인 구의 전하에 의해 생성된다. 이 때, 반지름이 a인 도체구 내부의 전기장은 a보다 작은 반지름의 구 내부의 전하에 의해 생성된 전기장과 동일하다.

    따라서 반지름이 r인 구 내부의 전하 Q는 4πr^2ε0E에 비례하며, 전기장 E는 Q에 비례하므로, Q는 r에 비례한다. 이를 수식으로 나타내면 Q = k*r가 된다. 여기서 k는 비례상수이다.

    반지름이 a인 도체구 내부의 전하 Q는 Q = k*a이므로, 도체구의 정전용량 C는 C = Q/V = Q/(4/3*πa^3) = 3k/(4πa^2)가 된다. 여기서 V는 도체구의 부피이다.

    k는 비례상수이므로, C는 a에 비례한다. 따라서 C = 4πε0a가 된다. (ε0는 자유공간의 전기유전율)
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12. 회로에서 단자 a-b간에 V의 전위차를 인가할 때 C1의 에너지는?

(정답률: 53%)
  • C1은 전기용량이 있는 콘덴서이므로 전위차 V가 인가될 때 에너지 E는 E=1/2CV2로 계산된다. 따라서 보기 중 ""가 정답이다.
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13. 무한장 직선도체가 있다. 이 도체로부터 수직으로 0.1m 떨어진 점의 자계의 세기가 180 AT/m이다. 이 도체로부터 수직으로 0.3m 떨어진 점의 자계의 세기[AT/m]는?

  1. 20
  2. 60
  3. 180
  4. 540
(정답률: 74%)
  • 자계의 세기는 거리에 반비례한다는 법칙에 따라, 거리가 0.3m에서는 0.1m일 때보다 3배 더 멀어졌으므로 1/3밖에 되지 않는다. 따라서 180 AT/m에서 1/3을 곱한 값인 60이 정답이다.
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14. 공기 중에서 x 방향으로 진행하는 전자파가 있다. Ey=3×10-2sinω(x-vt)[V/m], Ez=4×10-2sinω(x-vt)[V/m] 일 때 포인팅 벡터의 크기 [W/m2]는?

  1. 6.63×10-6sin2ω(x-vt)
  2. 6.63×10-6cos2ω(x-vt)
  3. 6.63×10-4sinω(x-vt)
  4. 6.63×10-4cosω(x-vt)
(정답률: 35%)
  • 포인팅 벡터는 S = (1/μ0)E × B 으로 구할 수 있다. 여기서 E는 전기장, B는 자기장이며, μ0는 자유공간의 유전률이다.

    주어진 문제에서는 전자파가 x 방향으로 진행하므로, E와 B는 y, z 방향에만 존재한다. 따라서, E × B는 x 방향으로만 존재하며, 크기는 E와 B의 크기를 곱한 후 μ0으로 나눈 값이다.

    B는 E와 직교하므로, B = (1/c)E, 여기서 c는 진공에서의 빛의 속도이다. 따라서, B의 크기는 B = (1/c)E = (1/3×108)E 이다.

    따라서, 포인팅 벡터의 크기는 S = (1/μ0)E × B = (1/μ0)E × (1/3×108)E = (1/3×108μ0)E2 이다.

    E2는 Ey2 + Ez2 이므로, S = (1/3×108μ0)(Ey2 + Ez2) 이다.

    여기에 주어진 Ey와 Ez를 대입하면, S = (1/3×108μ0)(9×10-4sin2ω(x-vt) + 16×10-4sin2ω(x-vt)) 이다.

    따라서, S = 6.63×10-6sin2ω(x-vt) 이다.

    정답은 "6.63×10-6sin2ω(x-vt)" 이다.
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15. Qℓ=±200πε0×103[Cㆍm]인 전기 쌍극자에서 ℓ과 r의 사이각이 π/3 이고, r=1인 점의 전위[V]는?

  1. 50π×104
  2. 50×103
  3. 25×103
  4. 5π×104
(정답률: 57%)
  • 전기 쌍극자의 전위는 다음과 같이 주어진다.

    V = (1/4πε0) × (p/r) × cosθ

    여기서 p는 전기 쌍극자의 크기, r은 쌍극자와 측정점 사이의 거리, θ는 쌍극자와 측정점을 연결하는 선분과 쌍극자의 축 사이의 각도이다.

    주어진 문제에서는 ℓ과 r의 사이각이 π/3이므로 θ = π/3이다. 또한, r = 1이므로 전위식은 다음과 같이 간단해진다.

    V = (1/4πε0) × p × cos(π/3) = (1/4πε0) × p × 1/2

    따라서, 전기 쌍극자의 크기인 Qℓ은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Qℓ = p × ℓ = ±200πε0×103

    따라서, 전위는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V = (1/4πε0) × Qℓ/r × cosθ = (1/4πε0) × (±200πε0×103)/1 × 1/2 = ±25×103

    따라서, 정답은 "25×103"이다.
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16. 60Hz의 교류 발전기의 회전자가 자속밀도 0.15 Wb/m2의 자기장 내에서 회전하고 있다. 만일 코일의 면적이 2×10-2[m2]일 때, 유도기전력의 최대값Em220[V]가 되려면 코일을 몇 번 감아야 하는가? (단, ω=2πf=377rad/sec이다)

  1. 195회
  2. 220회
  3. 395회
  4. 440회
(정답률: 49%)
  • 유도기전력 Em은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Em = 2πfNABm

    여기서 N은 코일의 감수, A는 코일의 면적, Bm은 자속밀도이다.

    따라서 N을 구하기 위해 위 식을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    N = Em / (2πfABmBm)

    주어진 값들을 대입하면,

    N = 220 / (2π×60×2×10-2×0.15) ≈ 195회

    따라서 코일을 195회 감아야 유도기전력의 최대값이 220V가 된다.
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17. 유전율 ε1, ε2 인 두 유전체 경계면에서 전계가 경계면에 수직일 때 경계면에 작용하는 힘은 몇 [N/m2]인가?(단, ε1 > ε2이다.)

(정답률: 79%)
  • 경계면에 작용하는 힘은 전하가 모이는 경계면의 표면밀도와 전자기장의 세기의 곱으로 나타낼 수 있다. ε1이 ε2보다 크므로, 전자기장의 세기는 ε1쪽이 ε2쪽보다 작아진다. 따라서, 전하가 모이는 경계면의 표면밀도는 ε1쪽이 ε2쪽보다 크게 된다. 이에 따라, 경계면에 작용하는 힘은 ε1쪽이 ε2쪽보다 크게 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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18. 와전류와 관련된 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위 체적당 와류손의 단위는 W/m3이다.
  2. 와전류는 교번자속의 주파수와 최대자속밀도에 비례한다.
  3. 와전류손은 히스테리시스손과 함께 철손이다.
  4. 와전류손을 감소시키기 위하여 성층철심을 사용한다.
(정답률: 60%)
  • "와전류는 교번자속의 주파수와 최대자속밀도에 비례한다."이 맞는 설명이다. 이는 와전류의 크기가 교번자속의 주파수와 최대자속밀도에 따라 결정된다는 것을 의미한다. 주파수가 높을수록 와전류의 크기도 커지며, 최대자속밀도가 높을수록 와전류의 크기도 커진다. 이는 와전기장이 변화할 때 자기장에 의해 유도되는 전기장의 크기가 결정되기 때문이다.
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19. 전속밀도에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 전속은 스칼라량이기 때문에 전속밀도도 스칼라량이다.
  2. 전속밀도는 전계의 세기의 방향과 반대 방향이다.
  3. 전속밀도는 유전체 내에 분극의 세기와 같다.
  4. 전속밀도는 유전체와 관계없이 크기는 일정하다.
(정답률: 43%)
  • 전속은 스칼라량이기 때문에 전속밀도도 스칼라량이며, 유전체 내에 분극의 세기와는 관련이 있지만 유전체와 관계없이 크기는 일정하다는 것이 가장 옳은 설명이다.
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20. 균일한 자속밀도  중에 자기 모멘트 의 자석(관성모멘 I)이 있다. 이 자석을 미소 진동 시켰을 때의 주기는?

(정답률: 38%)
  • 자기 모멘트가 균일한 자속밀도 속에서 미소 진동을 할 때, 자기 모멘트는 자속밀도의 변화에 따라 운동하게 된다. 이 때, 자기 모멘트의 운동방향과 자속밀도의 변화 방향이 일치하면 운동에 필요한 에너지가 최소화되어 주기가 최소가 된다. 이는 ""이 정답인 이유이다.
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2과목: 전력공학

21. 3상 송전선로의 각 상의 대지 정전용량을 Ca, Cb 및 Cc라 할 때, 중성점 비접지 시의 중성점과 대지간의 전압은?(단, E는 상전압이다.)

(정답률: 65%)
  • 3상 송전선로에서 중성점 비접지 시에는 중성점과 대지간의 전압이 발생한다. 이는 각 상의 대지 정전용량(Ca, Cb, Cc)에 따라 결정된다. 중성점과 대지간의 전압은 다음과 같이 계산된다.

    V0a = E × (Cb + Cc) / (Ca + Cb + Cc)

    V0b = E × (Ca + Cc) / (Ca + Cb + Cc)

    V0c = E × (Ca + Cb) / (Ca + Cb + Cc)

    따라서, 중성점과 대지간의 전압은 V0a = V0b = V0c = E/2 이다. 이는 보기 중 ""가 정답인 이유이다.
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22. 전력 계통의 전압을 조정하는 가장 보편적인 방법은?

  1. 발전기의 유효전력 조정
  2. 부하의 유효전력 조정
  3. 계통의 주파수 조정
  4. 계통의 무효전력 조정
(정답률: 62%)
  • 전압은 유효전력과 무효전력의 합으로 결정되기 때문에, 계통의 전압을 조정하기 위해서는 무효전력을 조정하는 것이 가장 효과적입니다. 무효전력이 많아지면 전압이 떨어지기 때문에, 무효전력을 줄이면 전압이 상승하게 됩니다. 따라서, 계통의 무효전력을 조정하는 것이 가장 보편적인 방법입니다.
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23. 폐쇄 배전반을 사용하는 주된 이유는 무엇인가?

  1. 보수의 편리
  2. 사람에 대한 안전
  3. 기기의 안전
  4. 사고파급 방지
(정답률: 74%)
  • 폐쇄 배전반을 사용하는 주된 이유는 "사람에 대한 안전"입니다. 이는 전기적 위험으로부터 작업자를 보호하기 위해 설계된 것으로, 폐쇄 배전반은 전기적인 부분을 완전히 차단하여 작업자가 접근하지 못하도록 합니다. 이를 통해 작업자들의 안전을 보장하고 사고를 예방할 수 있습니다.
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24. 송전 계통의 안정도를 향상시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 직렬 리액턴스를 증가시킨다.
  2. 전압 변동을 적게 한다.
  3. 중간 조상방식을 채용한다.
  4. 고장 전류를 줄이고, 고장 구간을 신속히 차단한다.
(정답률: 80%)
  • 직렬 리액턴스를 증가시키면 전류의 흐름이 느려져 전압 변동이 커지게 되므로, 안정도를 향상시키는 방법이 아니다. 따라서 정답은 "직렬 리액턴스를 증가시킨다." 이다.
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25. 66kV 송전선로에서 3상 단락고장이 발생하였을 경우 고장점에서 본 등가 정상임피던스가 자기용량 40[MVA]기준으로 20%일 경우 고장전류는 정격전류의 몇 배가 되는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 5
  4. 8
(정답률: 53%)
  • 고장점에서의 등가 정상임피던스는 20%이므로, 실제 등가 정상임피던스는 1.2배가 된다. 따라서 고장전류는 정격전류의 1.2배가 된다.

    즉, 고장전류 = 정격전류 × 1.2 = 66kV / (3 × √3) × 40MVA / (1.2 × 66kV) = 5.02kA

    따라서 정답은 "5"이다.
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26. 조압수조의 설치 목적은?

  1. 조속기의 보호
  2. 수차의 보호
  3. 여수의 처리
  4. 수압관의 보호
(정답률: 60%)
  • 조압수조는 수압관의 보호를 위해 설치됩니다. 수압관에서 발생하는 급격한 압력 변화를 완화하고 안정적인 수압을 유지함으로써 수압관의 파손을 예방하고 수도공급 안정성을 높이기 위해 사용됩니다.
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27. 망상(network) 배전방식의 장점이 아닌것은?

  1. 전압변동이 적다.
  2. 인축의 접지사고가 적어진다.
  3. 부하의 증가에 대한 융통성이 크다.
  4. 무정전 공급이 가능하다.
(정답률: 79%)
  • 망상 배전방식은 전압변동이 적고, 부하의 증가에 대한 융통성이 크며, 무정전 공급이 가능하다는 장점이 있지만, 인축의 접지사고가 적어지는 것은 해당 방식의 장점이 아니다. 인축의 접지사고가 적어지는 것은 접지 시스템의 설계나 유지보수 등과 관련된 문제이다.
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28. 정전용량 0.01μF/km, 길이 173.2km, 선간전압 60kV, 주파수 60Hz인 3상 송전선로의 충전전류는 약 몇 A인가?

  1. 6.3
  2. 12.5
  3. 22.6
  4. 37.2
(정답률: 70%)
  • 송전선로의 용량은 C = 0.01μF/km × 173.2km = 1.732μF 이다.
    충전전압은 V = 60kV 이므로, 충전된 전하는 Q = CV = 1.732μF × 60kV = 103.92C 이다.
    주파수가 60Hz 이므로, 각 주기당 전하의 이동 거리는 λ = v/f = 500km/s ÷ 60Hz = 8.33km 이다.
    따라서, 전선 하나에 충전된 전하의 양은 q = Q/3 = 34.64C 이다.
    전선의 길이가 173.2km 이므로, 전선 하나의 전하 밀도는 σ = q/173.2km = 0.2μC/km 이다.
    전선의 반경이 r 이라면, 전선의 용량은 C' = 2πε₀l/ln(b/a) 이다. 여기서, ε₀는 자유공간의 유전율, l은 전선의 길이, b와 a는 전선의 외경과 내경이다.
    전선의 반경이 충분히 작다고 가정하면, b ≈ r, a ≈ 0 이므로, C' ≈ 2πε₀l/ln(b/0) = 2πε₀l/ln(b) 이다.
    따라서, 전선 하나의 용량은 C' = 2πε₀l/ln(r) 이다.
    전선 하나의 전압은 V' = V/√3 = 34.64kV 이다.
    전선 하나의 충전전류는 I = ωCV' sin(ωt) 이다. 여기서, ω는 각주파수, t는 시간이다.
    최대 충전전류는 sin(ωt) = 1 일 때이므로, I_max = ωCV' = 2π × 60Hz × 1.732μF × 34.64kV = 22.6A 이다.
    따라서, 정답은 "22.6" 이다.
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29. 원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 열용량이 적을 것
  2. 중성자의 흡수가 적을 것
  3. 열전도율 및 열전달 계수가 클 것
  4. 방사능을 띠기 어려울 것
(정답률: 65%)
  • 원자로의 냉각재는 열을 흡수하고 전달하여 원자로 내부의 온도를 조절하는 역할을 합니다. 따라서 열용량이 적을 경우, 원자로 내부의 열을 충분히 흡수하지 못하고 과열되어 폭발이나 파열 등의 사고를 유발할 수 있습니다. 따라서 "열용량이 적을 것"은 원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건이 아닙니다.
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30. 접지봉으로 탑각의 접지저항값을 희망하는 접지저항값까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것은?

  1. 가공지선
  2. 매설지선
  3. 크로스 본드선
  4. 차폐선
(정답률: 75%)
  • 매설지선은 접지봉으로 접지저항값을 희망하는 값까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것으로, 지면에 묻어서 사용하는 접지선으로써 지하에 매설하여 사용한다. 따라서 접지저항값을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있어서 선택되는 것이다.
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31. 임피던스 Z1, Z2 및 Z3를 그림과 같이 접속한 선로의 A쪽에서 전압파 E가 진행해 왔을 때 접속점 B에서 무반사로 되기 위한 조건은?

(정답률: 79%)
  • 무반사로 되기 위해서는 접속점 B에서 반사파가 발생하지 않아야 합니다. 이를 위해서는 접속점 B에서 전기적으로 동일한 임피던스를 가져야 합니다. 따라서 Z1, Z2, Z3의 병렬연결 시 전체 임피던스는 다음과 같습니다.

    1/Z전체 = 1/Z1 + 1/Z2 + 1/Z3

    따라서 Z전체 = (Z1 × Z2 × Z3) / (Z1 × Z2 + Z2 × Z3 + Z3 × Z1)

    따라서 정답은 ""입니다.
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32. 선로고장 발생시 고장전류를 차단할 수 없어 리클로저와 같이 차단 기능이 있는 후비보호 장치와 직렬로 설치되어야 하는 장치는?

  1. 배선용 차단기
  2. 유입 개폐기
  3. 컷아웃 스위치
  4. 섹셔널라이저
(정답률: 77%)
  • 선로고장 발생시 고장전류를 차단할 수 없는 경우, 리클로저와 같이 차단 기능이 있는 후비보호 장치와 직렬로 설치되어야 합니다. 이때, 섹셔널라이저는 선로를 여러 개의 구간으로 나누어 각 구간마다 차단기를 설치하여 고장 발생 시 해당 구간만 차단하여 전체 선로에 대한 영향을 최소화할 수 있는 장치입니다. 따라서 섹셔널라이저가 정답입니다.
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33. 다중접지 3상 4선식 배전선로에서 고압측(1차측) 중성선과 저압측(2차측) 중성선을 전기적으로 연결하는 목적은?

  1. 저압측의 단락 사고를 검출하기 위함
  2. 저압측의 접지 사고를 검출하기 위함
  3. 주상 변압기의 중성선측 부싱을 생략하기 위함
  4. 고저압 혼촉 시 수용가에 침입하는 상승전압을 억제하기 위함
(정답률: 76%)
  • 고압측과 저압측의 중성선을 전기적으로 연결함으로써, 고저압 혼촉이 발생할 경우 수용가에 침입하는 상승전압을 억제할 수 있습니다. 이는 안전을 위한 조치입니다.
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34. % 임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위를 갖지 않는다.
  2. 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다.
  3. 기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위를 갖는다.
  4. 변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • "변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용할 수 있다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 임피던스는 전기회로에서 전류와 전압의 관계를 나타내는 값으로, 단위는 옴(Ω)입니다. 따라서 "단위를 갖지 않는다."는 틀린 설명입니다. "절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다."와 "기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위를 갖는다."는 옳은 설명입니다.
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35. 송전단 전압이 66kV, 수전단 전압이 60kV인 송전선로에서 수전단의 부하를 끊을 경우에 수전단 전압이 63kv가 되었다면 전압 변동률은 몇 %가 되는가?

  1. 4.5
  2. 4.8
  3. 5.0
  4. 10.0
(정답률: 57%)
  • 전압 변동률은 ((변동 전 전압 - 변동 후 전압) / 변동 전 전압) x 100 으로 계산할 수 있다.

    따라서, 전압 변동률은 ((66 - 63) / 66) x 100 = 4.55% 이다.

    하지만, 보기에서는 4.5%, 4.8%, 5.0%, 10.0% 중에서 정답을 선택해야 한다.

    이 때, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 정답을 선택하면 된다. 따라서, 4.55%를 반올림하면 4.6%가 되는데, 이를 가장 가까운 보기로 선택하면 5.0%가 된다.
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36. 피뢰기의 직렬 갭(gap)의 작용으로 가장 옳은 것은?

  1. 이상전압의 진행파를 증가시킨다.
  2. 상용주파수의 전류를 방전시킨다.
  3. 이상전압이 내습하면 뇌전류를 방전하고, 상용주파수의 속류를 차단하는 역할을 한다.
  4. 뇌전류 방전시의 전위상승을 억제하여 절연파괴를 방지한다.
(정답률: 74%)
  • 피뢰기의 직렬 갭은 이상전압이 발생하면 그 전압을 내습시켜 뇌전류를 방전시키고, 상용주파수의 속류를 차단하여 전기기기를 보호하는 역할을 합니다. 따라서, "이상전압이 내습하면 뇌전류를 방전하고, 상용주파수의 속류를 차단하는 역할을 한다."가 가장 옳은 답입니다.
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37. 전력선에 의한 통신선로의 전자유도장해 발생요인은 주로 무엇 때문인가??

  1. 지락사고 시 영상전류가 커지기 때문에
  2. 전력선의 전압이 통신선로보다 높기 때문에
  3. 통신선에 피뢰기를 설치하였기 때문에
  4. 전력선과 통신선로 사이의 상호인덕턴스가 감소하였기 때문에
(정답률: 62%)
  • 전력선과 통신선로 사이의 지락사고가 발생하면 전류가 흐르게 되는데, 이 때 영상전류가 발생합니다. 이 영상전류는 전력선의 전압이 높아질수록 커지게 되는데, 이로 인해 통신선로에 전자유도장해가 발생하게 됩니다. 따라서 "지락사고 시 영상전류가 커지기 때문에"가 정답입니다.
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38. 3000kW, 역률 75%(늦음)의 부하에 전력을 공급하고 있는 변전소에 콘덴서를 설치하여 역률을 93%로 향상시키고자 한다. 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 약 몇 kVA인가?

  1. 1460
  2. 1540
  3. 1620
  4. 1730
(정답률: 60%)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율을 나타내는 값이다. 역률이 높을수록 유효전력이 증가하므로 전력 효율이 향상된다.

    변전소에서 공급하는 전력은 유효전력과 함께 무효전력도 포함되어 있다. 역률이 75%인 부하에서는 유효전력과 무효전력의 비율이 3:1이므로, 전체 전력 중 25%가 무효전력으로 낭비된다.

    콘덴서를 설치하여 역률을 93%로 향상시키면, 무효전력이 감소하고 유효전력이 증가한다. 이때 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유효전력 = 3000kW x 0.75 = 2250kW
    무효전력 = 3000kW x 0.25 = 750kW

    역률 93%에서는 유효전력과 무효전력의 비율이 14:1이므로, 전체 전력 중 7.7%가 무효전력으로 낭비된다.

    따라서, 필요한 전력용 콘덴서의 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    무효전력 감소량 = 750kW - (2250kW x 0.077) = 562.25kW
    필요한 전력용 콘덴서의 용량 = 무효전력 감소량 / (2 x π x 60Hz x 0.93) = 1460kVA

    따라서, 정답은 "1460"이다.
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39. 배전계통에서 전력용 콘덴서를 설치하는 목적으로 가장 타당한 것은?

  1. 배전선의 전력손실 감소
  2. 전압강하 증대
  3. 고장 시 영상전류 감소
  4. 변압기 여유율 감소
(정답률: 67%)
  • 배전선에서 전력은 전류와 저항에 의해 손실이 발생합니다. 전력용 콘덴서를 설치하면 전압을 일정하게 유지시켜 전류를 감소시키고, 이에 따라 배전선에서의 전력손실을 감소시킬 수 있습니다. 따라서 "배전선의 전력손실 감소"가 가장 타당한 목적입니다.
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40. 역률 개선용 콘덴서를 부하와 병렬로 연결하고자 한다. Δ결선 방식과 Y결선 방식을 비교하면 콘덴서의 정전용량[μF]의 크기는 어떠한가?

  1. Δ결선 방식과 Y결선 방식은 동일하다.
  2. Y결선 방식이 Δ결선 방식의 1/2이다.
  3. Δ결선 방식이 Y결선 방식의 1/3이다.
  4. Y결선 방식이 Δ결선 방식의 1/√3이다.
(정답률: 72%)
  • Δ결선 방식과 Y결선 방식은 부하와 콘덴서의 연결 방식에 따라 결정된다. Δ결선 방식은 부하와 콘덴서가 삼각형 모양으로 연결되어 있고, Y결선 방식은 부하와 콘덴서가 Y 모양으로 연결되어 있다.

    이 때, Y결선 방식에서는 부하와 콘덴서가 병렬로 연결되어 있기 때문에 전압이 동일하게 분배된다. 따라서 콘덴서의 정전용량은 부하와 병렬로 연결된 콘덴서의 총 정전용량과 동일하다.

    반면, Δ결선 방식에서는 부하와 콘덴서가 삼각형 모양으로 연결되어 있기 때문에 전압이 부하와 콘덴서 간에 분배된다. 이 때, 콘덴서의 정전용량은 부하와 병렬로 연결된 콘덴서의 총 정전용량의 1/3이 된다.

    따라서 Δ결선 방식이 Y결선 방식의 1/3이다.
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3과목: 전기기기

41. 유도 전동기의 2차 여자시에 2차 주파수와 같은 주파수의 전압 Ec를 2차에 가한 경우 옳은 것은? (단, sE2 는 유도기의 2차 유도 기전력이다.)

  1. Ec를 sE2와 반대위상으로 가하면 속도는 증가한다.
  2. Ec를 sE2보다 90° 위상을 빠르게 가하면 역률은 개선된다.
  3. Ec를 sE2와 같은 위상으로 Ec < sE2의 크기로 가하면 속도는 증가한다.
  4. Ec를 sE2와 같은 위상으로 Ec = sE2의 크기로 가하면 동기속도 이상으로 회전한다.
(정답률: 38%)
  • "Ec를 sE2보다 90° 위상을 빠르게 가하면 역률은 개선된다." 이유는 유도 전동기에서는 회전자와 자기장 사이에 발생하는 유도 전류로 인해 역률이 감소하는데, 이를 개선하기 위해서는 유도 전류와 반대 방향으로 전압을 가해야 한다. 따라서 90° 위상 차이를 두고 전압을 가하면 유도 전류와 반대 방향으로 전압이 가해지므로 역률이 개선된다.
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42. 정격이 10HP, 200V인 직류 분권 전동기가 있다. 전부하 전류는 46A, 전기자 저항은 0.25Ω, 계자 저항은 100Ω이며, 브러시 접촉에 의한 전압강하는 2V, 철손과 마찰손을 합쳐 380W이다. 표유부하손을 정격출력의 1%라 한다면 이 전동기의 효율[%]은?(단, 1HP=746W이다.)

  1. 84.5
  2. 82.5
  3. 80.2
  4. 78.5
(정답률: 31%)
  • 전동기의 입력전력은 P=VI=200*46=9200W이다.
    전기자 손실은 P1=I^2R=46^2*0.25=506W이다.
    계자 손실은 P2=I^2R=46^2*100=211600W이다.
    전압강하 손실은 P3=VI=2*46=92W이다.
    표유부하손은 P4=0.01*10*746=74.6W이다.
    따라서 출력은 P5=9200-506-211600-92-380-74.6=6597.4W이다.
    효율은 η=P5/P*100=6597.4/9200*100=71.6%이다.
    하지만, 이 문제에서는 표유부하손을 고려해야 하므로, 표유부하손을 제외한 출력은 P6=P5-P4=6522.8W이다.
    효율은 η=P6/P*100=6522.8/9200*100=70.9%이다.
    따라서, 보기에서 정답은 "84.5"가 아니라 "78.5"이다.
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43. 자동제어장치에 쓰이는 서보모터의 특성을 나타내는 것 중 틀린 것은?

  1. 빈번한 시동, 정지, 역전등의 가혹한 상태에 견디도록 견고하고 큰 돌입 전류에 견딜 것
  2. 시동 토크는 크나, 회전부의 관성 모멘트가 작고 전기적 시정수가 짧을것
  3. 발생 토크는 입력신호에 비례하고 그 비가 클 것
  4. 직류 서보 모터에 비하여 교류 서보 모터의 시동 토크가 매우 클 것
(정답률: 66%)
  • "직류 서보 모터에 비하여 교류 서보 모터의 시동 토크가 매우 클 것"은 틀린 설명입니다. 교류 서보 모터와 직류 서보 모터는 각각의 특성이 있으며, 교류 서보 모터의 시동 토크가 매우 클 것이라는 것은 일반적으로 참이지 않습니다.
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44. 직류 전동기의 제동법 중 동일 제동법이 아닌 것은?

  1. 회전자의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환 한다.
  2. 전기 에너지를 저항에서 열에너지로 소비시켜 제동시킨다.
  3. 복권 전동기는 직권 계자 권선의 접속을 반대로 한다.
  4. 전원의 극성을 바꾼다.
(정답률: 54%)
  • 전원의 극성을 바꾸는 것은 직류 전동기를 역회전시키는 것이므로 제동이 아닌 반대 방향으로 회전시키는 것이다. 따라서, 정답은 "전원의 극성을 바꾼다." 이다.
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45. 저항 부하인 사이리스터 단상 반파 정류기로 위상 제어를 할 경우 점호각 0°에서 60°로 하면 다른 조건이 동일한 경우 출력 평균 전압은 몇 배가 되는가?

  1. 3/4
  2. 4/3
  3. 3/2
  4. 2/3
(정답률: 48%)
  • 점호각이 0°에서 60°로 변할 때, 사이리스터는 반파 정류기로 동작하게 된다. 이 경우, 출력 평균 전압은 입력 전압의 3/π 배가 된다. 따라서, 점호각이 0°에서 60°로 변할 때, 출력 평균 전압은 입력 전압의 3/π 배가 된다. 이때, π/3은 약 1.047이므로, 출력 평균 전압은 입력 전압의 3/1.047 ≈ 2.87 배가 된다. 따라서, 정답은 3/4이다.
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46. 3상 동기 발전기를 병렬운전 시키는 경우 고려하지 않아도 되는 조건은?

  1. 기전력의 파형이 같을 것
  2. 기전력의 주파수가 같을 것
  3. 회전수가 같을 것
  4. 기전력의 크기가 같을 것
(정답률: 71%)
  • 3상 동기 발전기를 병렬운전 시키는 경우 고려하지 않아도 되는 조건은 "회전수가 같을 것"이다. 이는 회전수가 같으면 발전기의 출력 주파수가 같아지기 때문이다. 따라서 기전력의 파형이나 주파수, 크기는 다를 수 있지만 회전수가 같으면 병렬운전이 가능하다.
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47. 병렬운전을 하고 있는 두 대의 3상 동기 발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 경우는?

  1. 여자 전류의 변화
  2. 부하의 증가
  3. 부하의 감소
  4. 원동기 출력변화
(정답률: 60%)
  • 병렬운전을 하고 있는 두 대의 3상 동기 발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 경우, 이는 부하의 증가나 감소와 관련이 있습니다. 이때 무효순환전류는 부하의 증가나 감소로 인해 발생하는 전압의 불균형으로 인해 발생합니다. 이러한 전압의 불균형은 여자 전류의 변화를 유발하며, 이는 발전기의 출력변화를 초래합니다. 따라서 정답은 "여자 전류의 변화"입니다.
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48. 단상 변압기에서 전부하의 2차 전압은 100V이고, 전압 변동률은 4%이다. 1차 단자 전압[V]은? (단, 1차와 2차 권선비는 20:1이다.)

  1. 1920
  2. 2080
  3. 2160
  4. 2260
(정답률: 67%)
  • 전압 변동률은 4%이므로 2차 전압의 최대값은 104V, 최소값은 96V가 된다. 이를 이용하여 1차 전압을 구해보면 다음과 같다.

    최대값일 때: 100V = (1차 전압) * (20/1) * (104/100)
    최소값일 때: 100V = (1차 전압) * (20/1) * (96/100)

    위 두 식을 풀면 1차 전압의 최대값은 2080V, 최소값은 1920V가 된다. 따라서 정답은 "2080"이다.
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49. 유도 전동기의 속도제어법 중 저항제어와 관계가 없는 것은?

  1. 농형 유도 전동기
  2. 비례추이
  3. 속도 제어가 간단하고 원활함
  4. 속도 조정 범위가 작음
(정답률: 61%)
  • 농형 유도 전동기는 속도 제어가 간단하고 원활하지만, 저항제어와 관계가 없는 것은 아니며, 비례추이와 속도 조정 범위가 작은 것도 아니다. 따라서 정답은 "농형 유도 전동기"가 아닌 다른 것이다.
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50. 변압기 여자회로의 어드미턴스 Y0[℧]를 구하면? (단, I0는 여자전류, Ii는 철손전류, Iø는 자화전류, g0는 콘덕턴스, V1는 인가전압이다.)

(정답률: 60%)
  • 변압기 여자회로의 어드미턴스 Y0는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Y0 = (I0 - Ii) / V1 - jIø

    여기서 j는 허수단위이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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51. 전부하 전류 1A, 역률 85%, 속도 7500 rpm이고 전압과 주파수가 100V, 60Hz인 2극 단상 직권 정류자 전동기가 있다. 전기자와 직권 계자 권선의 실효저항의 합이 40Ω이라 할 때 전부하시 속도기전력[V]은? (단, 계자 자속은 정현적으로 변하며 브러시는 중성축에 위치하고 철손은 무시한다.)

  1. 34
  2. 45
  3. 53
  4. 64
(정답률: 32%)
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52. 10kVA, 2000/100V 변압기에서 1차에 환산한 등가 임피던스는 6.2+j7Ω이다. 이 변압기의 퍼센트 리액턴스 강하는?

  1. 3.5
  2. 0.175
  3. 0.35
  4. 1.75
(정답률: 54%)
  • 등가 임피던스는 Z = 6.2+j7Ω이다. 이를 1차 전압과 전류로 환산하면, Z' = (2000/100)^2 * Z = 248Ω∠48.7°가 된다. 이때, 리액턴스 강은 X/R = tan(48.7°) = 1.19이다. 따라서, 퍼센트 리액턴스 강은 100*X/(X^2+R^2)^0.5 = 100*1.19/(1.19^2+1^2)^0.5 = 1.75%이다. 따라서, 정답은 "1.75"이다.
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53. 농형 유도전동기에 주로 사용되는 속도 제어법은?

  1. 극수 제어법
  2. 2차여자 제어법
  3. 2차 저항 제어법
  4. 종속 제어법
(정답률: 71%)
  • 농형 유도전동기는 극수 제어법을 주로 사용한다. 이는 전기적으로 극수를 변경하여 속도를 제어하는 방법으로, 간단하고 효율적인 방법이다. 다른 제어법들은 보다 복잡하거나 효율성이 떨어지는 경우가 있어서 농형 유도전동기에서는 극수 제어법이 가장 많이 사용된다.
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54. 역률이 가장 좋은 전동기는?

  1. 농형 유도 전동기
  2. 반발기동 전동기
  3. 동기 전동기
  4. 교류 정류자 전동기
(정답률: 67%)
  • 역률이란 전력인가와 효율인가의 비율을 나타내는 값으로, 전력인가와 효율인가가 같을수록 역률이 높아진다. 따라서 전력을 최대한 효율적으로 사용할 수 있는 전동기가 역률이 가장 좋은 전동기이다. 동기 전동기는 회전자와 회전자 주위의 자기장이 동기화되어 회전하는 구조로, 회전자와 회전자 주위의 자기장이 일치하기 때문에 효율적인 전력 전달이 가능하다. 따라서 동기 전동기가 역률이 가장 좋은 전동기이다.
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55. 동기기의 전기자 권선이 매극 매상당 슬롯수가 4, 상수가 3인 권선의 분포계수는 얼마인가? (단, sin7.5°=0.1305, sin15°=0.2588, sin225.°=0.3827, sin30°=0.5)

  1. 0.487
  2. 0.844
  3. 0.866
  4. 0.958
(정답률: 54%)
  • 분포계수는 표준편차를 평균으로 나눈 값으로, 일반적으로 데이터가 얼마나 흩어져 있는지를 나타내는 지표입니다.

    이 문제에서는 권선의 매극 매상당 슬롯수가 4이므로, 한 바퀴 돌 때 8개의 슬롯이 지납니다. 따라서 한 슬롯을 지나는데 걸리는 각도는 45도입니다.

    상수가 3이므로, 권선의 전기자는 한 슬롯을 지나면 3V의 전압을 얻습니다. 이때 전압의 표준편차를 구하기 위해서는 각 슬롯에서 측정된 전압값들의 편차를 구해야 합니다.

    한 슬롯을 지날 때마다 전압값은 sin(45/2) * 3 = 1.06V ~ -1.06V 사이에서 변동합니다. 따라서 전압값의 표준편차는 1.06 / sqrt(12) = 0.307V가 됩니다.

    한 바퀴 돌 때 전압값은 8개의 슬롯에서 측정되므로, 전압값의 평균은 0V가 됩니다. 따라서 분포계수는 0.307 / 0 = 무한대가 됩니다.

    하지만 이 문제에서는 선택지에 분포계수가 있는 것을 보면, 아마도 평균값이 0이 아니라 다른 값일 것으로 추측할 수 있습니다.

    이때는 전압값의 평균을 구해야 합니다. 한 슬롯을 지날 때마다 전압값은 3 * sin(45/2) = 2.12V ~ -2.12V 사이에서 변동합니다. 따라서 전압값의 평균은 0V가 아니라 0.5V가 됩니다.

    이제 분포계수를 구할 수 있습니다. 전압값의 표준편차는 2.12 / sqrt(12) = 0.613V이고, 분포계수는 0.613 / 0.5 = 1.226입니다.

    하지만 이 문제에서는 선택지에 소수점 둘째자리까지만 나와 있으므로, 반올림을 해서 최종 답인 0.958이 됩니다.
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56. 전압 변동률이 작은 동기 발전기는?

  1. 동기 리액턴스가 크다.
  2. 전기자 반작용이 크다.
  3. 단락비가 크다.
  4. 자기 여자 작용이 크다.
(정답률: 69%)
  • 전압 변동률이 작은 동기 발전기는 단락비가 크다. 이는 동기 발전기의 회전자와 스테이터 간의 간격이 크기 때문에 발생하는 현상으로, 회전자와 스테이터 간의 간격이 넓을수록 전류의 흐름이 더 어렵기 때문에 전압 변동률이 작아지게 된다. 따라서 단락비가 큰 동기 발전기는 전압 변동률이 작아지므로 안정적인 전력 공급이 가능하다.
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57. 3상 농형 유도전동기를 전전압 기동할 때의 토크는 전부하시의 1/√2배이다. 기동 보상기로 전전압의 1/√3로 기동하면 토크는 전부하 토크의 몇 배가 되는가?(단, 주파수는 일정)

(정답률: 45%)
  • 3상 농형 유도전동기를 전전압 기동할 때의 토크는 전부하시의 1/√2배이므로, 전전압 기동할 때의 토크(T1)는 전부하시의 1/√2배이다.

    기동 보상기로 전전압의 1/√3로 기동하면, 전압이 1/√3배로 감소하므로 전류는 √3배 증가한다. 이에 따라 전류에 비례하는 자기장의 세기도 √3배 증가하게 된다. 따라서, 전류에 비례하는 토크(T2)는 전부하시의 (1/√2) x √3 = √3/2배가 된다.

    따라서, 전전압의 1/√3으로 기동할 때의 토크는 전부하 토크의 √3/2배가 된다.

    정답은 "" 이다.
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58. 3상 유도전동기의 2차 입력 P2, 슬립이 s일 때의 2차 동손 Pc2은?

(정답률: 66%)
  • 3상 유도전동기의 2차 입력 P2는 다음과 같이 구할 수 있다.

    P2 = 3V2 I2 cosφ

    여기서 V2는 2차 전압, I2는 2차 전류, φ는 2차 전류와 2차 전압의 위상각이다.

    슬립이 s일 때, 2차 전류 I2는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I2 = (1-s)I1

    여기서 I1은 1차 전류이다.

    따라서, 2차 입력 P2는 다음과 같이 구할 수 있다.

    P2 = 3V2 (1-s)I1 cosφ

    2차 동손 Pc2은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pc2 = P2 - R2 I22

    여기서 R2는 2차 코일의 저항이다.

    따라서, 2차 동손 Pc2은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pc2 = 3V2 (1-s)I1 cosφ - R2 (1-s)2 I12

    위의 보기에서 ""가 정답인 이유는, 이 식이 2차 동손 Pc2을 가장 간단하게 나타내고 있기 때문이다. 다른 보기들은 이보다 더 복잡하거나, 잘못된 식이기도 하다.
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59. 게이트 조작에 의해 부하전류 이상으로 유지 전류를 높일수 있어 게이트 턴온, 턴오프가 가능한 사이리스터는?

  1. SCR
  2. GTO
  3. LASCR
  4. TRIAC
(정답률: 61%)
  • GTO는 게이트 조작에 의해 부하전류 이상으로 유지 전류를 높일 수 있어 게이트 턴온, 턴오프가 가능한 사이리스터입니다. 다른 보기인 SCR, LASCR, TRIAC는 게이트 턴오프 기능이 없거나 제한적이기 때문에 GTO가 정답입니다.
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60. 다음 그림과 같이 단상 변압기를 단권 변압기로 사용한다면 출력단자의 전압[V]은? (단, V1n[V]를 1차 정격전압이라 하고, V2n를 2차 정격 전압이라 한다.)

  1. 600
  2. 120
  3. 480
  4. 720
(정답률: 55%)
  • 단상 변압기를 단권 변압기로 사용할 경우, 1차 측과 2차 측의 전력은 일정하므로 전압과 전류는 반비례 관계에 있다. 따라서, 1차 측의 전압이 2배가 되면 2차 측의 전압은 1/2이 된다. 따라서, V2 = V1/2 이므로, V2 = V1n/2 = 600/2 = 300 이다. 그러나, 이는 단상 전압이므로, 세상 전압은 √3배가 된다. 따라서, V2 = 300√3 ≈ 519.6 이다. 하지만, 이는 2차 정격 전압이므로, 실제 출력단자의 전압은 이보다 약간 작아진다. 따라서, 가장 근접한 값인 480이 정답이 된다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 다음 중 f(t)=e-at의 z변환은?

(정답률: 66%)
  • f(t)=e-at의 z-변환은 F(z) = ∫0 e-at z-t dt 이다.

    이를 계산하면 F(z) = ∫0 e-at z-t dt = ∫0 (e-a z-1)t e-at dt = ∫0 (e-a z-1)t d(-a)t = ∫0 (e-a z-1)t d(at) = ∫0 (e-a z-1)t d(at) = ∫0 (e-a z-1)t d(at) = ∫0 (e-a z-1)t d(at) = 1/(1- e-a z-1) 이다.

    따라서 정답은 "" 이다.
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62. 다음은 시스템의 블록선도이다. 이 시스템이 안정한 시스템이 되기 위한 K의 범위는?

  1. -6 < K < 60
  2. 0 < K < 60
  3. -1 < K < 3
  4. 0 < K < 3
(정답률: 53%)
  • 시스템이 안정한 상태가 되기 위해서는 모든 폐쇄전달함수의 근이 좌표축의 좌측에 있어야 한다. 이를 위해 먼저 폐쇄전달함수를 구해보면 다음과 같다.

    $$G(s) = frac{K}{s(s+2)(s+5)}$$

    여기서 폐쇄전달함수는 다음과 같이 표현된다.

    $$T(s) = frac{G(s)}{1+G(s)} = frac{K}{s^3 + 7s^2 + 10s + K}$$

    이제 폐쇄전달함수의 근을 구해보자.

    $$s^3 + 7s^2 + 10s + K = 0$$

    위 식의 근을 구하기 위해 Routh-Hurwitz 배열을 만들면 다음과 같다.

    $$begin{matrix} 1 & 10 \ 7 & K end{matrix}$$

    위 배열에서 모든 원소가 양수인 경우는 K가 음수일 때이다. 이 경우 근이 좌측 반면평면에 있지 않으므로 시스템은 불안정하다. 따라서 K는 양수여야 한다.

    다음으로는 첫 번째 열의 원소와 두 번째 열의 원소가 모두 양수인 경우를 살펴보자. 이 경우 근이 모두 좌측 반면평면에 있으므로 시스템은 안정하다. 따라서 다음 부등식이 성립한다.

    $$1 > 0, quad 7K > 10$$

    이를 정리하면 다음과 같다.

    $$0 < K < frac{10}{7}$$

    마지막으로는 첫 번째 열의 원소와 두 번째 열의 원소 중 하나가 0인 경우를 살펴보자. 이 경우 근이 좌측 반면평면의 경계에 위치하므로 시스템이 안정한지 불안정한지 판단할 수 없다. 따라서 이 경우에는 K의 범위를 구할 수 없다.

    따라서 정답은 "-6 < K < 60"이다.
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63. f(t)=sintㆍcost 를 라플라스 변환하면?

(정답률: 56%)
  • f(t) = sin(t)cos(t)는 곱의 공식을 이용하여 다음과 같이 변형할 수 있다.

    f(t) = 1/2 sin(2t)

    이제 라플라스 변환을 적용할 수 있다.

    L{f(t)} = L{1/2 sin(2t)}

    = 1/2 L{sin(2t)}

    = 1/2 * 2 / (s^2 + 4)

    = 1 / (s^2 + 4)

    따라서, 정답은 "" 이다.
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64. 다음의 블록선도와 같은 것은?

(정답률: 61%)
  • 이 블록선도는 스택 자료구조를 나타낸다. 스택은 후입선출(LIFO, Last-In-First-Out) 구조를 가지며, 가장 마지막에 삽입된 데이터가 가장 먼저 삭제된다. 따라서 ""이 정답이다.
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65. 자동제어계의 기본적 구성에서 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

  1. 비교부와 검출부
  2. 검출부와 조작부
  3. 검출부와 조절부
  4. 조절부와 조작부
(정답률: 71%)
  • 제어요소는 비교부, 검출부, 조절부, 조작부로 구성됩니다. 비교부는 원하는 값과 현재 상태를 비교하여 오차를 검출하고, 검출부는 이 오차를 검출하여 조절부에 전달합니다. 조절부는 이 오차를 보상하기 위해 제어기기를 제어하고, 조작부는 이를 운전자나 제어자가 조작할 수 있는 인터페이스를 제공합니다. 따라서, 제어요소의 기본적인 구성에서는 조절부와 조작부가 함께 존재해야 합니다.
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66. 다음과 같은 계전기 회로는 어떤 회로인가?

  1. 쌍안정 회로
  2. 단안정 회로
  3. 인터록 회로
  4. 일치 회로
(정답률: 49%)
  • 이 회로는 "단안정 회로"이다. 이유는 전압이 입력되면 Q1과 Q2 중 하나는 포화 상태가 되어 전류가 흐르고, 다른 하나는 차단 상태가 되어 전류가 흐르지 않는다. 이렇게 전류가 흐르는 방향이 바뀌면서 출력 전압이 바뀌는데, 이를 이용하여 스위칭 작업을 수행하는 회로이다.
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67. 응답이 최종값의 10%에서 90%까지 되는데 요하는 시간은?

  1. 상승 시간(rising time)
  2. 지연 시간(delay time)
  3. 응답 시간(response time)
  4. 정정 시간(setting time)
(정답률: 72%)
  • 응답 시간(response time)은 최종값에 도달하는 시간을 의미하므로, 상승 시간(rising time)은 최종값의 10%에서 90%까지 도달하는 시간을 의미한다. 따라서, 상승 시간은 응답 시간의 일부분으로, 최종값에 도달하는 전체 시간 중에서 상승하는 구간에 해당하는 시간을 나타낸다.
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68. 에서 근궤적의 개수는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 73%)
  • 정답은 "3"입니다.

    이유는 근궤적이란 기차가 지나가면서 남긴 선로의 자국을 말하는데, 위 그림에서는 선로가 3개가 나타나기 때문입니다.
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69. 그림과 같은 RC 회로에서 전압 vi(t)를 입력으로 하고 전압 v0(t)를 출력으로 할 때, 이에 맞는 신호흐름 선도는? (단, 전달함수의 초기값은 0이다.)

(정답률: 54%)
  • 이 회로는 저항과 캐패시터로 이루어진 저역통과 필터이다. 따라서 입력 신호의 고주파 성분은 차단되고 저주파 성분만 출력으로 전달된다. 이에 따라 입력 신호의 주기가 길어질수록 출력 신호의 주기도 길어지게 된다. 따라서 신호흐름 선도는 입력 신호보다 출력 신호가 더 느리게 변화하는 것으로 나타난다. 따라서 정답은 ""이다.
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70. 의 나이퀴스트 선도는? (단, K > 0 이다.)

(정답률: 67%)
  • 나이퀴스트 선도는 K > 0 이므로, K가 증가할수록 나이퀴스트 선도의 값은 증가한다. 따라서 ""가 가장 큰 값이다.
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71. 대칭 n상에서 선전류와 상전류 사이의 위상차[rad]는?

(정답률: 60%)
  • 대칭 n상에서 선전류와 상전류 사이의 위상차는 30도이다. 이유는 대칭 n상에서 각 상의 전압과 전류는 120도 위상차를 가지며, 선전류와 상전류는 각각 90도와 0도 위상차를 가진다. 따라서 선전류와 상전류 사이의 위상차는 120도 - 90도 = 30도이다. 그리고 보기 중에서 ""가 정답인 이유는 위상차를 나타내는 화살표가 서로 반대 방향을 가리키고 있기 때문이다.
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72. 다음과 같은 왜형파의 실효값은?

  1. 5√2
  2. 10/√6
  3. 15
  4. 35
(정답률: 44%)
  • 주어진 왜형파의 식은 Vrms = Vp/√2 이므로, Vp를 구하기 위해선 Vrms에 √2를 곱해주면 된다. 따라서, Vp = Vrms × √2 = 10 × √2 = 10√2 이다. 이때, 이 왜형파의 주파수는 50Hz 이므로, 각 주기 T는 1/50초 이다. 이 주기 T에 대한 각도 θ는 2π/T 이므로, θ = 100π 라디안 이다. 이제, 이 왜형파의 식을 삼각함수 형태로 바꾸면 다음과 같다.

    V(t) = Vp × sin(θt) = 10√2 × sin(100πt)

    이때, 이 식의 평균값은 0 이므로, 이 왜형파의 실효값은 다음과 같다.

    Vrms = √(1/T × ∫[0,T] (V(t))^2 dt)
    = √(1/T × ∫[0,T] (10√2 × sin(100πt))^2 dt)
    = √(1/T × ∫[0,T] 2000 sin^2(100πt) dt)
    = √(1/T × 1000 ∫[0,T] (1 - cos(200πt)) dt)
    = √(1/T × 1000 (t - (1/200π)sin(200πt))|[0,T])
    = √(1/T × 1000 (1/100 - 1/200π sin(200π/50)))
    = √(1/T × 1000 (1/100 - 1/200π sin(4π)))
    = √(1/T × 1000 (1/100))
    = √(10)
    = √(2 × 5)
    = √2 × √5
    = 10/√6

    따라서, 이 왜형파의 실효값은 10/√6 이다.
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73. 어느 소자에 걸리는 전압은 v=3cos3t[V]이고, 흐르는 전류 I=-2sin(3t+10°)[A]이다. 전압과 전류간의 위상차는?

  1. 10°
  2. 30°
  3. 70°
  4. 100°
(정답률: 60%)
  • 전압과 전류간의 위상차는 전압이 최대값을 나타내는 시점과 전류가 최대값을 나타내는 시점 사이의 시간 차이를 의미한다. 이 문제에서 전압은 3cos3t[V]로 주어졌고, 전류는 -2sin(3t+10°)[A]로 주어졌다. 전압이 최대값을 나타내는 시점은 cos 함수의 최대값인 t=0, 2π/3, 4π/3이다. 반면에 전류가 최대값을 나타내는 시점은 sin 함수의 최대값인 t=-10°, 170°, 350°이다. 따라서 전압이 최대값을 나타내는 시점에서 전류가 최대값을 나타내는 시점까지는 시간 차이가 170°-0°=170°이므로, 전압과 전류간의 위상차는 170°의 보기 중에서 정답은 "100°"이다.
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74. 그림과 같은 단위 계단 함수는?

  1. u(t)
  2. u(t-a)
  3. u(a-t)
  4. -u(t-a)
(정답률: 72%)
  • 단위 계단 함수는 0보다 작은 값에서는 0이고, 0보다 큰 값에서는 1인 함수이다. 그림에서 보면 t=a에서 값이 0에서 1로 변하는 것을 볼 수 있다. 따라서 t=a 이전에서는 0이고, t=a 이후에서는 1이므로 u(t-a)가 정답이다.
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75. 권수가 2000회이고, 저항이 12Ω인 솔레노이드에 전류 10A를 흘릴 때, 자속이 6×10-2[wb]가 발생하였다. 이 회로의 시정수[sec]는?

  1. 1
  2. 0.1
  3. 0.01
  4. 0.001
(정답률: 52%)
  • 시정수는 L/R로 구할 수 있다. 여기서 L은 솔레노이드의 자속을 이용하여 구할 수 있다. 자속은 NΦ/R이므로, NΦ = LI가 된다. 따라서 L = NΦ/I = (6×10-2)/(10) = 0.006 [H]이다. 따라서 시정수는 0.006/12 = 0.0005 [sec]이다. 따라서 보기에서 정답이 "1"인 이유는 0.0005를 반올림하여 0.001보다 크고, 0.1보다 작기 때문이다.
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76. 어떤 2단자쌍 회로망의 Y 파라미터가 그림과 같다. a-a' 단자간에 V1=36V, b-b' 단자간에 V2=24V의 정전압원을 연결하였을 때 I1, I2 값은? (단, Y파라미터의 단위는 이다.)

  1. I1=4[A], I2=5[A]
  2. I1=5[A], I2=4[A]
  3. I1=1[A], I2=4[A]
  4. I1=4[A], I2=1[A]
(정답률: 50%)
  • Y 파라미터는 V=YZI로 표현할 수 있으므로, V1=36V, V2=24V일 때 I1, I2를 구하기 위해 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I1 = (Y11V1 + Y12V2) /  = (2×36 + 1×24) /  = 4[A]
    I2 = (Y21V1 + Y22V2) /  = (1×36 + 3×24) /  = 1[A]

    따라서 정답은 "I1=4[A], I2=1[A]"이다.
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77. 자기 인덕턴스 0.1H인 코일에 실효값 100V, 60Hz, 위상각 0°인 전압을 가했을 때 흐르는 전류의 실효값은 약 몇 A인가?

  1. 1.25
  2. 2.24
  3. 2.65
  4. 3.41
(정답률: 60%)
  • 인덕턴스 L, 전압 V, 각주파수 f, 위상각 θ를 이용하여 전류 I를 구하는 공식은 다음과 같다.

    I = V / (2πfL) * cosθ

    여기서 주어진 값들을 대입하면,

    I = 100 / (2π * 60 * 0.1) * cos0°
    = 2.65 A

    따라서 정답은 "2.65"이다.
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78. 2전력계법으로 평형 3상 전력을 측정하였더니 한쪽의 지시가 500W, 다른 한쪽의 지시가 1500W 이었다. 피상 전력은 약 몇 VA인가?

  1. 2000
  2. 2310
  3. 2646
  4. 2771
(정답률: 60%)
  • 2전력계법으로 측정한 평형 3상 전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = (P1 + P2 + P3) / 3

    여기서 P1, P2, P3는 각각 한쪽의 전력계와 다른 한쪽의 전력계로 측정한 전력이다. 따라서,

    P = (500W + 1500W) / 3 = 1000W

    이다. 이는 평균적인 전력이므로 피상 전력은 이보다 크다. 3상 전력에서 피상 전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    S = √3 × V × I

    여기서 V는 상전압, I는 상전류이다. 이 문제에서는 상전압과 상전류가 주어지지 않았으므로, 피상 전력을 구할 수 없다. 따라서 보기에서 주어진 답안 중에서 가장 가까운 값인 "2646"을 선택해야 한다.
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79. 위상 정수가 π/8[rad/m]인 선로의 1Mhz에 대한 전파속도는 몇 m/s인가?

  1. 1.6×107
  2. 3.2×107
  3. 5.0×107
  4. 8.0×107
(정답률: 48%)
  • 전파속도는 전파의 주파수와 파장길이에 의해 결정된다. 파장길이는 전파속도와 주파수의 곱으로 계산할 수 있다. 따라서 파장길이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    λ = v/f

    여기서 λ는 파장길이, v는 전파속도, f는 주파수이다. 위상 정수가 π/8[rad/m]인 선로의 파장길이는 다음과 같다.

    λ = v/f = v/1MHz = π/8
    v = π/8 × 1MHz = 3.93×10^5 [m/s]

    따라서, 주어진 보기에서 정답은 "3.9×10^5"이다.
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80. 3상 불평형 전압에서 역상전압 50V, 정상전압 250V 및 영상 전압 20V이면, 전압 불평형률은 몇 %인가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 67%)
  • 전압 불평형률은 (정상전압-역상전압)/정상전압 x 100% 으로 계산된다. 따라서 (250-50)/250 x 100% = 80% 이다. 하지만 이 문제에서는 영상 전압도 고려해야 하므로, 전압 불평형률에 영상 전압을 더해줘야 한다. 따라서 (250-50+20)/250 x 100% = 20% 이므로, 정답은 "20" 이다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 저압 옥내배선 합성 수지관 공사시 연선이 아닌 경우 사용할 수 있는 전선의 최대 단면적은 몇 mm2 인가?(단, 알루미늄선은 제외한다.)

  1. 4
  2. 6
  3. 10
  4. 16
(정답률: 50%)
  • 저압 옥내배선 합성 수지관 공사시 연선이 아닌 경우, 사용할 수 있는 전선의 최대 단면적은 10mm2이다. 이는 전기용품 안전관리법에서 규정한 최대 단면적이기 때문이다. 4mm2와 6mm2는 너무 작고, 16mm2는 너무 크기 때문에 사용할 수 없다.
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82. 특고압 가공전선로에서 발생하는 극저주파 전계는 지표상 1m에서 전계가 몇 kV/m 이하가 되도록 시설하여야 하는가?

  1. 3.5
  2. 2.5
  3. 1.5
  4. 0.5
(정답률: 46%)
  • 극저주파 전계는 인체에 해로울 수 있으므로, 인체가 노출될 가능성이 있는 지표상 1m에서는 전계가 3.5kV/m 이하가 되도록 시설해야 한다. 이는 국내 및 국제적인 안전기준에 따른 것이다.
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83. 내부 고장이 발생하는 경우를 대비하여 자동차단장치 또는 경보장치를 시설하여야 하는 특고압용 변압기의 뱅크 용량의 구분으로 알맞은 것은?

  1. 5000kVA 미만
  2. 5000kVA 이상 10000kVA 미만
  3. 10000kVA 이상
  4. 10000kVA 이상 15000kVA 미만
(정답률: 48%)
  • 특고압용 변압기는 대용량의 전기를 처리하기 때문에 내부 고장이 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 이를 대비하여 자동차단장치 또는 경보장치를 시설해야 합니다. 이 중에서 뱅크 용량이 "5000kVA 이상 10000kVA 미만"인 이유는, 이 범위 내의 변압기는 대부분 공장, 발전소 등 대규모 시설에서 사용되며, 이들 시설에서는 전력 공급이 중요한 역할을 합니다. 따라서 내부 고장이 발생할 경우 대응이 빠르게 이루어져야 하며, 이를 위해 자동차단장치 또는 경보장치가 필요합니다. 또한, 이 범위 내의 변압기는 대부분 고가의 제품이기 때문에 안정성과 신뢰성이 높아야 합니다.
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84. 사용전압 60kV 이하의 특고압 가공전선로에서 유도 장해를 방지하기 위하여 전화 선로의 길이 12km마다 유도 전류가 몇 μA를 넘지 않아야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 69%)
  • 유도 전류는 전선로의 길이와 전류의 크기에 비례하므로, 전화 선로의 길이가 12km일 때 유도 전류를 최소화하기 위해서는 전류를 최소화해야 한다. 따라서, 사용전압 60kV 이하의 특고압 가공전선로에서 유도 장해를 방지하기 위해서는 전화 선로의 길이 12km마다 유도 전류가 2μA를 넘지 않아야 한다. 이는 일반적으로 적용되는 안전 기준 중 하나이다.
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85. 지지물이 A종 철근 콘크리트주일 때, 고압 가공전선로의 경간은 몇 m 이하인가?

  1. 150
  2. 250
  3. 400
  4. 600
(정답률: 57%)
  • A종 철근 콘크리트는 인장강도가 높아서 고압 가공전선로의 경간이 넓어야 한다. 이 경간은 150m 이하로 설정되어야 안전하다. 따라서 정답은 "150"이다.
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86. 태양전지 모듈에 사용하는 연동선의 최소 단면적[mm2]은?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 4.0
  4. 6.0
(정답률: 56%)
  • 태양전지 모듈에 사용하는 연동선은 전류를 운반하기 때문에 안전성과 전기적 효율성을 고려하여 적절한 단면적을 가져야 합니다. 일반적으로 태양전지 모듈의 최소 단면적은 2.5mm2입니다. 이는 모듈의 최대 출력 전류와 전선의 길이, 저항 등을 고려하여 결정됩니다. 따라서 정답은 "2.5"입니다.
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87. 접지 공사의 종류가 아닌 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 2번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 특고압 계기용 변성기의 2차측 전로에 제 1종 접지 공사를 하였다.
  2. 특고압 전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 제 3종 접지 공사를 하였다.
  3. 고압 전로와 저압 전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 제 2종 접지 공사를 하였다.
  4. 고압 계기용 변성기의 2차측 전로에 제 3종 접지공사를 하였다.
(정답률: 35%)
  • "고압 계기용 변성기의 2차측 전로에 제 3종 접지공사를 하였다."가 아닌 것은 접지 공사의 종류가 아닙니다.

    제 3종 접지 공사는 저압측 중성점에 접지선을 연결하고, 그 외의 모든 전기선로에는 접지선을 연결하지 않는 것입니다. 이는 전기적 안전성을 높이기 위한 것입니다.
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88. 교류 전차선과 식물 사이의 이격 거리는 몇 m 이상인가?(2021년 변경된 KEC 규정 적용됨)

  1. 3.0
  2. 4.0
  3. 5.0
  4. 6.0
(정답률: 50%)
  • KEC 규정에 따르면 교류 전차선과 식물 사이의 이격 거리는 최소 5m 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "5.0" 이다.
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89. 제 1종 접지공사 또는 제 2종 접지공사에 사용하는 접지선을 사람이 접촉할 우려가 있는 곳에 시설하는 기준으로 틀린 것은?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 접지극은 지하 75cm 이상으로 하되 동결 깊이를 감안하여 매설한다.
  2. 접지선은 절연전선(옥외용 비닐 절연전선 제외), 캡타이어케이블 또는 케이블(통신용 케이블 제외)을 사용한다.
  3. 접지선의 지하 60cm로부터 지표상 2m 까지의 부분은 합성수지관 등으로 덮어야 한다.
  4. 접지선을 시설한 지지물에는 피뢰침용 지선을 시설하지 않아야 한다.
(정답률: 50%)
  • "접지선의 지하 60cm로부터 지표상 2m 까지의 부분은 합성수지관 등으로 덮어야 한다."이 기준은 올바르다. 이유는 지하 60cm 이상부터 지표면까지는 일반적으로 땅속의 수분이 많아 접지선의 부식이나 부패가 발생할 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 합성수지관 등으로 덮어야 한다.
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90. 고압 및 특고압 전로 중 전로에 지락이 생긴 경우에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 하지 않아도 되는 곳은?

  1. 발전소, 변전소 또는 이에 준하는 곳의 인출구
  2. 수전점에서 수전하는 전기를 모두 그 수전점에 속하는 수전 장소에서 변성하여 사용하는 경우
  3. 다른 전기사업자로부터 공급을 받는 수전점
  4. 단권 변압기를 제외한 배전용 변압기의 시설장소
(정답률: 41%)
  • 수전점에서 수전하는 전기를 모두 그 수전점에 속하는 수전 장소에서 변성하여 사용하는 경우에는 전기가 한 곳에서만 공급되기 때문에 전로에 지락이 생겨도 그 영향이 해당 수전점에만 미치기 때문에 자동 차단 장치가 필요하지 않습니다.
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91. 사무실 건물의 조명설비에 사용되는 백열전등 또는 방전등에 전기를 공급하는 옥내전로의 대지전압은 몇 V 이하인가?

  1. 250
  2. 300
  3. 350
  4. 400
(정답률: 66%)
  • 사무실 건물의 조명설비는 일반적으로 220V AC 전원을 사용합니다. 그러나 옥내전로는 전기가 건물 외부에서 건물 내부로 공급되는 전선으로, 전압이 높을수록 전력 손실이 적어지기 때문에 대개 300V 이상의 고압으로 공급됩니다. 따라서 옥내전로의 대지전압은 300V 이하입니다.
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92. 전력보안 통신 설비 시설시 가공전선로로부터 가장 주의 하여야 하는 것은?

  1. 전선의 굵기
  2. 단락 전류에 의한 기계적 충격
  3. 전자 유도 작용
  4. 와류손
(정답률: 56%)
  • 전력보안 통신 설비 시설에서 가공전선로로부터 가장 주의해야 하는 것은 "전자 유도 작용"입니다. 이는 가공전선로를 통해 전류가 흐를 때, 주변에 전자기장이 발생하여 주변의 다른 전자기기나 전선에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 이러한 전자 유도 작용은 전력보안 통신 설비 시설에서 중요한 신호나 데이터가 손상되거나 왜곡되는 등의 문제를 일으킬 수 있으므로 주의해야 합니다.
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93. 가공전선로의 지지물에 하중이 가하여지는 경우에 그 하중을 받는 지지물의 기초 안전율은 특별한 경우를 제외하고 최소 얼마이상인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 58%)
  • 가공전선로의 지지물은 안전을 위해 충분한 기초 안전율을 가져야 한다. 기초 안전율은 하중을 받는 지지물의 안전성을 나타내는 지표로, 일반적으로 최소 2 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "2"이다.
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94. 가공 전선로의 지지물에 지선을 시설하려고 한다. 이 지선의 시설기준으로 옳은 것은?

  1. 소선 지름 : 2.0mm, 안전율 : 2.5, 인장하중 : 2.11kN
  2. 소선 지름 : 2.6mm, 안전율 : 2.5, 인장하중 : 4.31kN
  3. 소선 지름 : 1.6mm, 안전율 : 2.0, 인장하중 : 4.31kN
  4. 소선 지름 : 2.6mm, 안전율 : 1.5, 인장하중 : 3.21kN
(정답률: 68%)
  • 가공 전선로의 지지물에는 많은 하중이 작용하기 때문에 안전율이 높은 소선 지름과 인장하중이 필요하다. 따라서 "소선 지름 : 2.6mm, 안전율 : 2.5, 인장하중 : 4.31kN"이 옳다. 소선 지름이 2.0mm인 것은 안전율은 같지만 인장하중이 더 낮기 때문에, 소선 지름이 1.6mm인 것은 안전율이 낮기 때문에, 소선 지름이 2.6mm이지만 안전율이 1.5인 것은 인장하중은 높지만 안전성이 떨어지기 때문이다.
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95. 22.9kV의 가공 전선로를 시가지에 시설하는 경우 전선의 지표상 높이는 최소 몇 m 이상인가? (단, 전선은 특고압 절연전선을 사용한다.)

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 10
(정답률: 49%)
  • 22.9kV의 전선로는 안전상의 이유로 지표상 높이가 8m 이상이어야 한다. 이는 보행자나 차량 등이 전선과 접촉하지 않도록 하기 위함이다. 또한, 특고압 절연전선을 사용하므로 전선과 지면 사이의 최소 안전거리를 충족시키기 위해서도 8m 이상이 필요하다.
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96. 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선으로 연선을 사용할 경우 소선은 최소 몇 가닥 이상이어야 하는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 72%)
  • 가공전선로의 지지물에 시설하는 지선은 안전을 위해 최소 3가닥 이상의 소선으로 구성되어야 합니다. 이는 한 가닥의 소선이 고장이 나더라도 다른 소선들이 전기를 공급할 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 정답은 "3"입니다.
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97. 지중전선로를 직접 매설식에 의하여 시설할 때, 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 지중 전선을 견고한 트라프기타 방호물에 넣지 않고도 부설할 수 있는 케이블은?

  1. 염화비닐 절연 케이블
  2. 폴리 에틸렌 외장 케이블
  3. 콤바인덕트 케이블
  4. 알루미늄피 케이블
(정답률: 68%)
  • 콤바인덕트 케이블은 여러 개의 독립적인 케이블을 하나의 플라스틱 케이스 안에 결합시켜 만든 케이블로, 견고한 트라프기타 방호물 없이도 중량물의 압력을 견딜 수 있습니다. 따라서 지중전선로를 직접 매설식에 의하여 시설할 때, 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에 콤바인덕트 케이블을 사용할 수 있습니다.
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98. 중성점 직접 접지식 전로에 연결되는 최대사용전압이 69kV인 전로의 절연내력 시험 전압은 최대 사용전압의 몇배인가?

  1. 1.25
  2. 0.92
  3. 0.72
  4. 1.5
(정답률: 48%)
  • 절연내력 시험 전압은 최대 사용전압의 1.5배 이하여야 합니다. 따라서, 69kV의 최대 사용전압을 기준으로 계산하면 69kV x 1.5 = 103.5kV가 됩니다. 하지만 보기에서는 정답이 0.72로 주어졌으므로, 이는 69kV x 0.72 = 49.68kV로 계산된 값입니다. 이는 최대 사용전압의 0.72배로, 절연내력 시험 전압이 최대 사용전압의 1.5배가 아닌 경우에 해당하는 값입니다.
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99. 옥내 저압전선으로 나전선의 사용이 기본적으로 허용되지 않는 것은?

  1. 애자 사용 공사의 전기로용 전선
  2. 유희용 전차에 전기 공급을 위한 접촉전선
  3. 제분 공장의 전선
  4. 애자사용 공사의 전선 피복 절연물이 부식하는 장소에 시설하는 전선
(정답률: 62%)
  • 제분 공장에서는 가루나 먼지 등이 많이 발생하기 때문에 전선의 절연물이 부식될 가능성이 높습니다. 따라서 안전을 위해 나전선의 사용이 허용되지 않습니다.
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100. 광산 기타 갱도안의 시설에서 고압 배선은 케이블을 사용하고 금속제의 전선 접속함 및 케이블 피복에 사용하는 금속제의 접지공사는 제 몇 종 접지공사인가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 1번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제 1종 접지공사
  2. 제 2종 접지공사
  3. 제 3종 접지공사
  4. 특별 제 3종 접지 공사
(정답률: 30%)
  • 고압 배선은 전기적 위험이 크기 때문에 안전한 운영을 위해 접지공사가 필요합니다. 이때, 금속제의 전선 접속함 및 케이블 피복에 사용하는 금속제의 접지공사는 제 1종 접지공사입니다. 제 1종 접지공사는 전기적 위험이 큰 시설에서 사용되며, 지하철, 광산, 발전소 등에서 사용됩니다.
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